Relazione tra insulino-resistenza e diabete di tipo 2 indotto da statine e profilazione Omica personale integrativa

1. SIGNIFICATO

   Statine e rischio di T2D: il trattamento con statine è associato a un aumento del T2D incidente.1-4 5

   Meccanismo del T2D indotto dalle statine: non è chiaro se le statine aumentino il rischio di T2D diminuendo l'azione, la secrezione o entrambi dell'insulina. Sono stati pubblicati diversi manoscritti che aumentano sostanzialmente la comprensione del legame tra uso di statine e T2D incidente. Swerdlow, et al.2 sulla base delle prove dell'analisi genetica e di studi randomizzati, hanno concluso che l'aumento del rischio di T2D osservato con le statine è almeno "parzialmente spiegato dall'inibizione dell'HMG-coenzima A reduttasi (HMGCR)". Hanno anche notato un'associazione tra aumento di peso e varianti HMGCR nei pazienti trattati con statine, portando all'idea che la diminuzione della sensibilità all'insulina contribuisca al diabete indotto dalle statine. In tale contesto, Cederberg, in al.9, ha dimostrato in un ampio studio prospettico (n=8749 uomini) che i partecipanti trattati con statine (n=2142) avevano un aumento del 46% del T2D incidente, associato a una diminuzione del 24% dell'insulina sensibilità e una diminuzione del 12% della secrezione di insulina valutata da misure surrogate.

   Identificare quelli con un aumentato rischio di T2D indotto da statine: studi di 3 studi clinici randomizzati con atorvastatina del gruppo 1,3,4 di David Waters hanno dimostrato che "glicemia a digiuno al basale, indice di massa corporea, ipertensione e trigliceridi a digiuno erano predittori indipendenti di T2D." Queste anomalie formano un cluster attribuito all'insulino-resistenza.10 Poiché l'insulino-resistenza è un fattore predittivo dello sviluppo del T2D, sembra probabile che più gli individui siano insulino-resistenti prima del trattamento, maggiore sia il loro rischio di T2D indotto dalle statine.

   In tale contesto, è stata prestata relativamente poca attenzione al ruolo che l'eterogeneità metabolica nei pazienti con elevate concentrazioni di LDL-C potrebbe svolgere nel T2D indotto dalle statine. In particolare, i soggetti con elevate concentrazioni di LDL-C, le cui concentrazioni plasmatiche di trigliceridi (TG) sono elevate, sono insulino-resistenti, iperinsulinemici e intolleranti al glucosio rispetto a quelli con livelli isolati di LDL-C. Pertanto, questo sottogruppo di pazienti con elevate concentrazioni di LDL-C può essere visto come a un "punto critico" e qualsiasi effetto avverso delle statine sull'azione e/o sulla secrezione di insulina, indipendentemente da quanto mediato, li pone a maggior rischio di sviluppare diabete indotto da statine. In effetti, abbiamo dimostrato (Kohli et al)1 che i pazienti con insulino-resistenza (come stimato da alti TG) e prediabete sono a rischio particolarmente elevato di T2D indotto da statine.

   Cerchiamo di rispondere a 2 importanti domande senza risposta: le statine influenzano principalmente la resistenza all'insulina o la secrezione di insulina?; Esistono sottogruppi di individui a più alto rischio di T2D indotto da statine?

2. RAZIONALE, IPOTESI

   Fondamento logico:

   Il T2D si sviluppa quando gli individui insulino-resistenti non riescono a mantenere il grado di iperinsulinemia compensatoria necessario per mantenere la normale tolleranza al glucosio. Tuttavia, rimangono questioni fondamentali significative. Ad esempio, qual è il legame cellulare/molecolare tra il trattamento con statine ei cambiamenti nell'azione e nella secrezione di insulina?

   Questa proposta si basa sul presupposto che studiare l'effetto delle statine sull'azione e sulla secrezione di insulina utilizzando metodi "gold standard" aiuterà a determinare se le statine influenzano negativamente il rischio di T2D aumentando l'insulino-resistenza o diminuendo la secrezione di insulina. Utilizziamo il test di soppressione dell'insulina (con la lettura della glicemia allo stato stazionario, SSPG) per accertare la sensibilità all'insulina e il test di infusione graduale del glucosio (con la lettura della velocità di secrezione di insulina, ISR) per accertare la secrezione di insulina sia prima che dopo trattamento con statine in soggetti non diabetici.

   Ipotizziamo che il trattamento con atorvastatina 40 mg/die per circa 10 settimane comprometta la sensibilità all'insulina e/o la secrezione di insulina e che questo effetto possa essere esacerbato in quelli con insulino-resistenza sottostante. Pertanto, prevediamo di esaminare l'effetto di atorvastatina non solo in tutti i partecipanti, ma anche in sottogruppi di individui con insulino-resistenza al basale (che saranno arricchiti reclutando volontari con livelli plasmatici elevati di TG (≥150 mg/dL) al basale. La logica di ciò è che i trigliceridi plasmatici sono una misura surrogata dell'insulino-resistenza con una modesta correlazione con la misura diretta dell'insulino-resistenza (glicemia allo stato stazionario) misurata dal test di soppressione dell'insulina. Dal punto di vista clinico, i soggetti con livelli elevati di trigliceridi prima del trattamento con statine trarrebbero un sostanziale beneficio clinico dalle statine e uno degli obiettivi secondari dei ricercatori è dimostrare che una semplice misurazione della concentrazione plasmatica di trigliceridi (come surrogato dell'insulino-resistenza) può aiutare a identificare quelli più a rischio rischio di squilibri indotti dalle statine nel controllo glicemico. Di conseguenza, proponiamo di arruolare volontari non diabetici ad alto rischio di T2D, privi di malattia cardiovascolare aterosclerotica nota (ASCVD), non in trattamento con statine, idonei alla terapia con statine secondo le linee guida ACC/AHA (American College for Cardiology/American Heart Association) 2013 .11 Indirizzeremo anche gli sforzi di reclutamento per l'arricchimento di soggetti con concentrazione plasmatica di TG ≥ 150 mg/dL per garantire l'arruolamento di soggetti in tutta la gamma di sensibilità all'insulina.

   Ipotesi: ipotizziamo che il trattamento con atorvastatina ad alta intensità per circa 10 settimane comprometta la sensibilità all'insulina e/o la secrezione di insulina e che questo effetto possa essere esacerbato in quelli con insulino-resistenza sottostante.

3. PROGETTAZIONE DI STUDIO

   Misura di prova

   • Miriamo a reclutare e mantenere 75 partecipanti totali in questo studio.

   Sede di studio

   • Unità di ricerca clinica e traslazionale (CTRU) presso 800 Welch Road, Palo Alto, CA 94304.

   Durata

   • Prevediamo che l'intero studio richiederà 4 - 5 anni fino alla fine dell'analisi dei dati. Ogni candidato idoneo che acconsente volontariamente a partecipare allo studio sarà attivo nello studio per un totale di 5 mesi dallo screening alla fine della loro ultima visita.

4. PROCEDURE DI STUDIO

   Reclutamento

   Le strategie preliminari di reclutamento includeranno:

   I volontari saranno reclutati dalla San Francisco Bay Area attraverso annunci sui giornali, volantini pubblicati e il sito di social networking NextDoor, nonché dalle cliniche di cardiologia preventiva presso la Stanford Health Care. Il nostro obiettivo è garantire il reclutamento in un'ampia gamma di sensibilità all'insulina. Il lavoro precedente del nostro gruppo e di altri ha dimostrato che alte concentrazioni plasmatiche di TG sono associate a un aumento della resistenza all'insulina, come valutato da misure di riferimento. Pertanto, sceglieremo come target gli annunci pubblicitari da arricchire per le persone con alti livelli di TG (> 150 mg/dL) come surrogato dell'aumentata insulino-resistenza.

   Visite e procedure dei partecipanti

   I potenziali partecipanti verranno selezionati inizialmente quando chiamano o inviano un'e-mail in risposta agli annunci di reclutamento o a una lettera del loro medico, descrivendo lo studio come segue:

   L'assunzione preliminare avverrà per telefono.

   Visita 1 Visita di screening.

   Visita 2: Test orale di tolleranza al glucosio (OGTT): questo test richiederà circa 3 ore.

   i) Stato glicemico: i partecipanti saranno classificati come con tolleranza al glucosio normale (NGT), glicemia a digiuno compromessa isolata (IFG), tolleranza al glucosio compromessa isolata (IGT) o IFG / IGT12 combinati. Inoltre, la risposta glicemica plasmatica totale integrata durante l'OGTT sarà calcolata con il metodo trapezoidale (Glucose-AUC).

   ii) Funzione β-cellulare: i calcoli dell'indice di sensibilità alla secrezione di insulina-2 (ISSI-2) saranno utilizzati per quantificare la funzione secretoria dell'insulina 13, se per qualche motivo non viene eseguito uno studio graduale di infusione di glucosio. L'ISSI-2 è un metodo convalidato derivato dall'OGTT per misurare la funzione delle cellule beta, analogo all'indice di disposizione ottenuto dal test di tolleranza al glucosio per via endovenosa 14. Viene calcolato moltiplicando la risposta secretoria dell'insulina durante l'OGTT (Insulina-AUC/Glucosio-AUC) per l'insulino-resistenza (indice di Matsuda).

   I risultati della glicemia a digiuno e a 2 ore saranno discussi con il partecipante allo studio e verrà consegnata loro una copia dei risultati.

   Visita 3. Infusione graduata di glucosio, GGIT 15,16: questo test richiederà circa 6 ore.

   Questo test è progettato per valutare la capacità del pancreas di produrre insulina in risposta a un'infusione graduata di glucosio. Durante questo test, ai soggetti verranno posizionati due piccoli cateteri IV, uno per braccio. Una flebo verrà utilizzata per prelevare campioni e l'altra per l'infusione di glucosio. Durante il GGIT, verranno somministrate infusioni endovenose continue di glucosio a velocità progressivamente crescenti: 1, 2, 3, 4, 5, 6 e 8 kg/min in sei periodi di infusione della durata di 40 minuti. Verranno raccolti campioni di sangue per le misurazioni delle concentrazioni di glucosio, insulina e peptide C a digiuno e dopo 30 e 40 minuti in ciascun periodo di infusione. Verrà calcolata la media dei due valori durante gli ultimi 10 minuti di ciascun periodo di infusione. La quantità di sangue prelevata per questo test sarà di 47,5 ml.

   Visita 4. Test di soppressione dell'insulina, IST 17,18: questo test richiederà circa 6 ore.

   Questo test è progettato per determinare la sensibilità all'insulina di tutto il corpo. Dopo un digiuno notturno, i soggetti avranno una flebo posizionata in ciascun braccio. Uno per la raccolta del sangue e l'altro per l'infusione con octreotide (0,27 μg/m2/min), insulina (32 mU/m2/min) e glucosio (267 mg/m2/min) per 180 minuti. Durante il test, l'insulina endogena viene soppressa e a tutti gli individui viene somministrata la stessa concentrazione di insulina, in base alla loro superficie corporea. Il sangue viene prelevato ogni 30 minuti per 150 minuti e poi a intervalli di 10 minuti da 150 a 180 minuti dall'infusione per misurare la glicemia e le concentrazioni di insulina. La media degli ultimi quattro valori viene utilizzata come concentrazione di insulina plasmatica allo stato stazionario (SSPI) e glucosio (SSPG) per ciascun individuo. Poiché le concentrazioni di SSPI sono simili in tutti i soggetti durante l'IST, la concentrazione di SSPG fornisce una misura diretta della capacità dell'insulina di mediare lo smaltimento di un carico di glucosio infuso; maggiore è la concentrazione di SSPG, più resistente all'insulina è l'individuo. I laboratori per controllare la funzionalità renale ed epatica più un pannello lipidico e un test di gravidanza sulle urine (se appropriato) verranno eseguiti durante questa visita. Il sangue prelevato o IST sarà di 58,5 ml e 5 ml per i laboratori SHC.

   In questo momento verranno estratti i laboratori per iPOP e verranno ottenuti ulteriori campioni per l'analisi del trascrittoma, del microbioma, del metaboloma e del proteoma nel sangue; tamponi nasali, linguali, cutanei; urina; e feci.

   Il farmaco in studio, atorvastatina 40 mg, verrà somministrato ai partecipanti allo studio, una volta che tutti i laboratori saranno stati esaminati e il partecipante si sarà qualificato.

   Visita 5-7: le visite saranno ogni 2 settimane per un totale di 10 settimane con il farmaco in studio (statina). I partecipanti saranno valutati per eventuali effetti collaterali o eventi avversi (AE) sulla statina. L'aderenza al farmaco in studio sarà valutata ad ogni visita.

   Visita 8: Peso, segni vitali e OGTT descritti sopra.

   Visita 9: ripetere GGIT come descritto sopra.

   Visita 10: ripetere i test di laboratorio IST e iPOP e campioni come descritto sopra. Alla fine di questa visita, la statina verrà interrotta e il partecipante allo studio sarà programmato per visite di follow-up di 4 e 8 settimane.

   Visita 11: un mese di pausa dalla visita di studio sulle statine - peso, segni vitali e test di laboratorio iPOP e campioni verranno eseguiti come descritto sopra.

   Visita 12: Ultima visita di studio: peso, segni vitali e test di laboratorio iPOP e campioni verranno eseguiti come descritto sopra.

   Ai partecipanti verrà chiesto di compilare un questionario sul proprio stato di attività fisica, abitudini alimentari e alimentari e stress al momento di ogni iPOP.

5. CONSIDERAZIONI STATISTICHE

Sulla base del nostro lavoro precedente19, abbiamo calcolato che con 60 soggetti saremmo stati in grado di rilevare una variazione dell'8% nella concentrazione di SSPG e una variazione dell'8% nell'ISRAUC dopo la terapia con atorvastatina con una potenza dell'80% e un livello di significatività bilaterale del 5% utilizzando un test t per campioni appaiati. Pertanto, abbiamo stimato la necessità di arruolare 75 soggetti con un tasso di abbandono previsto del 20%.

Le statistiche di riepilogo verranno riportate come mediana (intervallo interquartile) o numero (percentuale) di partecipanti se non diversamente specificato. I test di Shapiro-Wilk verranno utilizzati per valutare la normalità dei dati e le variabili che non sono normalmente distribuite verranno trasformate in log. Le variazioni percentuali nelle variabili saranno calcolate con la formula: [(valore di fine studio) - (valore di riferimento) / valore di riferimento] x 100. Verranno utilizzati test t per campioni accoppiati per confrontare le medie al basale e alla fine dello studio. Verranno impiegati test t su un campione per valutare se le variazioni percentuali nelle variabili sono significativamente diverse da zero (nessuna variazione). Saranno calcolati i coefficienti di correlazione di Pearson per determinare la forza dell'associazione tra le variabili di interesse. Saranno condotte analisi di sottogruppi prespecificati stratificando per soggetti insulino-resistenti rispetto a soggetti insulino-sensibili. La concentrazione mediana di SSPG verrà utilizzata per definire i soggetti come insulino-resistenti o insulino-sensibili. Le medie dei gruppi insulino-resistenti e insulino-sensibili saranno confrontate mediante test t di campioni indipendenti e le proporzioni mediante test chi-quadrato o test esatti di Fisher. Le analisi statistiche saranno effettuate utilizzando il software statistico IBM SPSS versione 26.0.